【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多轴线控底盘跟踪控制，具体涉及一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法。
技术介绍
1、多轴线控底盘采用轮毂电机调节每个车轮上的驱动和制动力矩。这种驱动特性增强了横向运动控制的优越性，横向运动控制中的直接横摆力矩控制在解决诸如缺乏稳定性、跟踪控制性能以及运行安全性等问题上发挥着更重要的作用。其通过控制纵向轮胎力产生的横摆力矩来控制多轴线控底盘运动，可以有效的提高运行安全性能。现有关于车辆横摆力矩控制的方法，如参考专利cn 112590737 a提出的一种直接横摆力矩控制器的设计方法，设计了直接横摆力矩控制器，能够在车辆的质量、速度和车身转动惯量发生变化的情况下精准控制车辆的稳定状态。又如参考专利cn113147422 a提出一种直接横摆力矩控制器的设计方法，根据控制目标的理论值和车辆状态的观测值的偏差基于自适应模糊滑模算法设计直接横摆力矩系统，提高车辆横向稳定性的控制精度。这些控制方法提高了多轴线控底盘的横向稳定性并具有较好的鲁棒性。但仍存在一些不足与局限性，主要表现为：
2、（1）传统的直接横摆力矩的控制策略在参数扰动和外部扰动的情况下跟踪控制性能下降。由于受到参数扰动和外部扰动的影响，多轴线控底盘系统表现出强烈的非线性耦合特性，传统的控制方式对于模型参数依赖性强，同时车轮磨损、不同地面条件等因素都会在不同程度上制约系统的跟踪控制性能。
3、（2）基于传统的滑模控制算法设计直接横摆力矩控制器，采用符号函数等不连续的切换函数会引起控制律的波动从而造成较大的抖振，使得控制系统的跟踪控制
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，该方法有利于提高多轴线控底盘系统的横向稳定性和跟踪控制性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：建立多轴线控底盘的二自由度模型，以描述不同转向模式下的各个轴转角关系；
4、步骤s2：考虑参数扰动和外部干扰，构建多轴线控底盘动力学模型的一般状态空间形式；
5、步骤s3：选取多轴线控底盘的状态误差构造滑模面，基于集总扰动的估计值和超螺旋控制理论，构建用于控制器的超螺旋滑模控制律来实现多轴线控底盘的直接横摆力矩控制。
6、进一步地，步骤s1的实现方法为：
7、多轴线控底盘的二自由度模型表示为：
8、
9、
10、假设轮胎在线性区域工作，得到车轮横向力的表达式为：
11、
12、
13、其中， i z为多轴线控底盘绕 z轴的转动惯量； m为整车质量； β为整车的质心侧偏角；为质心侧偏角速率； c i为轮胎的侧偏刚度； r为多轴线控底盘的横摆角速度； f yil为第 i轴左侧车轮横向力； f yir为第 i轴右侧车轮横向力； u为质心速度 v在 x轴上的分量； l i表示多轴线控底盘质心到第 i轴的距离，在质心之前为正，在质心之后为负； δ i为第 i轴上车轮转角，k为车轴总数；
14、其中，
15、
16、其中， m f为多轴线控底盘各个车轮的牵引力产生的横摆力矩； d为各轴左右车轮之间的距离； f xil为第 i轴左侧车轮纵向力； f xir为第 i轴右侧车轮纵向力。
17、进一步地，多轴线控底盘有多种转向模式，多轴线控底盘各个转向模式的转角关系为：
18、输入第一轴转角 δ1，各个轴转角 δ i和第一轴转角 δ1之间的关系为：
19、
20、其中，
21、
22、
23、其中， r d表示要跟踪的理想的横摆角速度；
24、
25、
26、
27、
28、若在一转向模式中出现有第 a轴， a∈[1, k]锁定不转向时，则令 f a= 0。
29、进一步地，步骤s2的实现方法为：
30、假设：，基于此假设，重构多轴线控底盘的非线性状态空间方程表示如下：
31、
32、其中，是系统状态向量，是控制输入向量， f( x( t), t)表示外部干扰， a和 b是相应的参数向量；
33、考虑系统参数扰动和外部干扰，构建多轴线控底盘动力学模型的一般状态空间形式：
34、
35、其中，和表示使用得到的标称矩阵，是相关的标称参数；δ a和δ b是由轮胎刚度振动引起的不确定性；
36、通过使用参数扰动，对系统进行建模和分析：
37、
38、将集总扰动定义为：
39、
40、多轴线控底盘系统表示为：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤S1的实现方法为：
3.根据权利要求2所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，多轴线控底盘有多种转向模式，多轴线控底盘各个转向模式的转角关系为：
4.根据权利要求3所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤S2的实现方法为：
5.根据权利要求4所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤S3中，将多轴线控底盘的直接横摆力矩控制问题转化为多轴线控底盘的直接横摆力矩的横向运动跟踪控制问题，并通过独立控制多轴线控底盘轮毂电机来实现动态跟踪；在跟踪过程中，采用直接横摆力矩的跟踪控制方案，实现多轴线控底盘的横向稳定性控制；多轴线控底盘要跟踪的理想的横摆角速度rd是基于期望轨迹获得，由以下方式确定：
6.根据权利要求5所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征
7.根据权利要求6所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，构建超螺旋滑模控制律来处理时变的干扰和不连续的抖振，以确保系统的稳定性并提高系统的控制性能；
...【技术特征摘要】
1.一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤s1的实现方法为：
3.根据权利要求2所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，多轴线控底盘有多种转向模式，多轴线控底盘各个转向模式的转角关系为：
4.根据权利要求3所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤s2的实现方法为：
5.根据权利要求4所述的一种用于多轴线控底盘的抗干扰直接横摆力矩控制方法，其特征在于，步骤s3中，将多轴线控底盘的直接横摆力矩控制问题转化为...
【专利技术属性】
技术研发人员：章小龙，余亚津，杜恒，庄娉婷，徐浚，刘祺慧，程前，万嘉伟，叶祺滨，谢真，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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